桥涵水文课程设计

1、设计主题：某桥梁设计和计算学生名称：学位：班级：指导老师：魏标日期： 2014年5月18日桥渡课程设计指导书1 .桥梁状况桥位于I级干线，桥的位置轴线和梁底标高如图1所示。桥下河床剖面图如图2所示，桥下河床左滩主沟的边界点为(137.49，31.81 )，桥下河床右滩主沟的边界点为(289.36，31.60 )，左滩、主沟、右滩的粗糙度率系数分别为25、40、25。 桥梁轴线和水流的交角是90度。 0号台桥台线的x坐标是105.14米图1桥轴线和梁底水平2 .形态截面形态断面在桥的地方上游120米。 形态断面中左滩、主沟、右滩的粗糙度系数分别为25、50、25。 其左滩主沟的边界点为(107.

2、01，32.18 )，右滩主沟边界点为(281.87，32.18 )。桥的位置和形态断面之间的水面坡度为0.005弧度。桥下河下线的形态剖面图2桥下河下线及形态剖面坐标图3桥墩宽度图(桥墩底顺水流方向长3.5米)图4基础(圆沉箱)尺寸图三号脚地质线海拔(米)流量系列年和流量(立方米/秒)图5 3号脚地质和流量系列3 .实测其他资料桥型是一般河流的一般桥，在洪水期没有浮游物和泥石流，波浪的高度是0.27米。 含沙量特征是5公里/立方米。 桥下的表层土是砂砾。4 .要求(1)计算并描绘形态断面的水位关系曲线。(2)计算设计流量，绘制流量统计(P-III曲线)图表。(3)检测梁底水位。(4)计算1号

3、桥墩的基础埋设深度。(5)检定3号桥墩的基础埋设深度。(6)根据水文计算要求修改设计(主沟内桥墩基础基础水平均由三号墩处理)，绘制新设计图。一形态断面水位关系曲线计算1.1形态截面形状根据设计资料，形态截面形状描绘如下因为桥梁位于稳定均匀的流域，所以可以利用水利学谢才-满宁公式计算各横截面相应的流速由于剖面可能包含左滩、右滩、主沟，各部分的参数差异很大，所以需要首先计算各部分的面积流量，部分的流量等于部分的面积与部分的平均流速的积要计算整个截面的流量：全断面的过水面积和断面平均流速如下。可以根据图标列出主沟面积函数和湿周函数由于河原断面形式简单，计算函数在此不作说明。将特定高度的值代入函数计算

4、，得到表1表1水位关系值主沟水位的高度(m )湿周(m )过水面积(m2)水力半径(m )流速(米/秒)流量(m3/s )27.8700.0000.0000.0000.00028.87121.352117.5710.9693.462406.99629.87128.634242.1441.8825.3901305.18630.87135.916373.7182.7506.9392593.26931.87161.262516.3723.2027.6813966.17232.87175.972683.2773.8838.7345967.89233.87175.972863.8204.90910.21

5、28821.28134.87175.9721038.6805.90311.54711993.95635.87175.9721213.5406.89612.80915544.72236.87175.9721388.4007.89014.012194654.36837.87175.9721563.2608.88415.16523707.083左滩水位的高度(m )湿周(m )过水面积(m2)水力半径(m )流速(米/秒)流量(m3/s )27.8700.0000.0000.0000.00028.8700.0000.0000.0000.00029.8700.0000.0000.0000.00030.

6、8700.0000.0000.0000.00031.8700.0000.0000.0000.00032.870.92310.3190.3450.8700.27733.872.82281.9110.6771.3632.60434.874.49314.8411.0771.8588.99235.876.16349.1081.4782.29420.89036.877.833714.7141.8782.69139.59837.879.50421.6582.2793.06166.299右滩水位的高度(m )湿周(m )过水面积(m2)水力半径(m )流速(米/秒)流量(m3/s )27.8700.0000

7、.0000.0000.00028.8700.0000.0000.0000.00029.8700.0000.0000.0000.00030.8700.0000.0000.0000.00031.8700.0000.0000.0000.00032.8711.49323.9650.3450.8703.44833.8718.042720.3071.1251.91338.84134.8719.568338.6451.9752.783107.53335.8721.093958.1352.7563.475202.01436.8722.619578.7773.4834.062319.96537.8724.145

8、1100.5714.1654.576460.253从上表得到表2 :表2 :形态断面水位关系综合表形态断面水位计算的合计水位的高度(m )流速(米/秒)过水面积(m2)流量(m3/s )27.870.0000.0000.00028.873.462117.571406.99629.875.390242.1441305.18630.876.939373.7182593.26931.877.681516.3723966.17232.878.685687.5615971.61733.8710.003886.0388862.72634.8711.1911082.16612110.48135.8712.3

9、111280.78315767.62636.8713.3711481.891198313.93037.8714.3781685.48924233.635根据表2，形态断面的水位关系图可以如下图所示描绘2设计流量计算2.1经验频率计算根据给定流量序列的年和流量，包括特大洪水序列的频率分析，其中特大洪水考证期经验频率，关于a项的特大洪水其馀(n-l )项的观测洪水以下是根据设计资料用Excel制作的包含特大洪水的流量系列的示意图具体的计算结果示于表3表3这座桥年最大洪峰流量序列号。按年龄顺序排列按大小排列经验频率(% )年流量(m3/s )流量(m3/s )1193018000180002.042

10、193117800178004.083196015000150006.12419619081190011.34519629807980716.55619632316869021.77719646754675426.98819653421675032.2919665678570037.4110196711900567842.631119685700564347.851219693216430053.061419701811342163.491419716750342163.491519722231321668.71619735643231673.921719744300231179.141819

11、752311223184.351919763421181189.57201977869090894.782.2统计参数估计要计算系列Qi的总通信量，请执行以下操作：要计算系列的平均流量：要计算系列Qi的变动系数：根据以上的公式，计算出N=48、a=3、l=1、n=18时，如下平均流量如下所示变动系数： 02.3设计流量用适应线法确定与经验点群相符的好的理论曲线，求出设计流量值，根据经验点的计算，选择、对保持、不变的三条理论曲线进行比较，计算结果如表4所示。表4的三个理论曲线的计算值12520509095曲线编号3.52.851.980.64-0.28-0.94-1.0223.523.0522.

12、42561.46080.79840.32320.262520197.817512.413918.18382.14581.21854.515243.612.912.000.61-0.31-0.89-0.9533.603.102.441.440.780.360.3220818.817927.314110.58327.54510.72081.91850.63.712.962.000.57-0.33-0.84-0.87913.673.132.441.410.760.400.3721223.618100.814110.58154.04395.72313.22139.7把经验点群和理论曲线都画在海森概率格

13、纸上，如下图所示根据图表，该曲线与经验点群很好地匹配，接近历史观测值中的最大值，所以作为理论频率曲线，可以由曲线得到该桥的设计流量。三梁底水位水平的计算3.1确定设计流量通过时桥场断面水位水平根据形态断面水位关系曲线，形态断面的设计水位因为河靠近明渠均匀地流着，桥下的水位如下桥下的通水剖面如下图所示左滩右滩通过桥下的水的断面36.589的双曲正切值。3.2计算桥下河床断面(水位36.589m )桥下通水剖面图和设计流量由旧桥下水位高得到桥下左滩：过水面积湿周水力半径流速流量桥下的主沟：过水面积湿周水力半径流速流量桥下右沟：过水面积湿周水力半径流速流量3.3计算桥前的堵水高度减去桥下排水阻力面积桥下净面积桥下的流速建造桥之前通过桥洞部分的流量根据教材图6-2，得到了桥前最大堵塞高度架桥前的水的高度3.4计算海拔最高水位梁底海拔37.31m，最高水位达37.888m，严重达不到水位净高的要求，超过梁底，梁底水位不符合要求，检验结果不合格4 1号基础